CN106471596B - 用于电气开关装置的脱扣组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电气开关装置(2)的脱扣组件(100)的杆构件(120)。所述电气开关装置包括：壳体(10)、信号发出机构(8)、可分离触头(6)、构造为打开与闭合所述可分离触头的操作机构(4)。所述脱扣组件包括设置在所述壳体上的安装组件(202)和驱动组件(102)。所述驱动组件包括联接至安装组件的致动器(110)和设置在安装组件上并且能与操作机构协作的柱塞(160)。所述杆构件包括：构造为与安装组件接合的枢转部(122)；构造为与柱塞接合的第一臂部(124)；以及设置在枢转部与第一臂部之间的第二臂部(126)，所述第二臂部构造为与致动器接合。

Description

用于电气开关装置的脱扣组件

本申请要求于2014年6月20日提交的美国专利申请序列号No.14/310,124的优先权与权益，该申请通过引用并入本文。

技术领域

所公开的构思大体涉及电气开关装置如断路器。所公开的构思还涉及用于电气开关装置的脱扣组件。所公开的构思还涉及用于脱扣组件的杆构件。

背景技术

在某些应用中，例如但不限于海军应用(例如但不限于，基于水的运载工具，例如轮船、船只、航空母舰、用于在水上航行的其它船舰，以及潜水艇，或者用于在水下航行的其它运载工具)，电气设备必须被设计为承受较大的冲击载荷(例如，达到重力的约1000倍，或者更大)。这种冲击载荷包括例如由水雷、深水炸弹、导弹、其它军火或撞击力直接命中所导致的碰撞载荷，以及例如由附近的间接爆炸——例如深水炸弹的引爆——所引起的残余载荷或冲击后载荷。所有的冲击载荷都会严重地损坏电气设备。因此，用于这类应用的电气部件必须设计为相比常规的民用或商业用途中所采用的电气设备通常承受的载荷能承受更大得多的载荷。

因此，电气开关装置和脱扣组件及其杆构件存在改进的余地。

发明内容

这些及其它需求通过所公开的构思的实施例来满足，其中，设置了杆构件，除其它益处之外，该杆构件使得电气开关装置的脱扣组件能够脱扣打开一对可分离触头。

根据本公开构思的一个方面，提供了一种用于电气开关装置的脱扣组件的杆构件。所述电气开关装置包括：壳体；信号发出机构；可分离触头；以及构造为打开与闭合所述可分离触头的操作机构。所述脱扣组件包括设置在所述壳体上的安装组件，和驱动组件。所述驱动组件包括联接至安装组件的致动器和设置在安装组件上并且能够与操作机构协作的柱塞。所述杆构件包括：构造为与安装组件接合的枢转部分；构造为与柱塞接合的第一臂部；以及设置在枢转部分与第一臂部之间的第二臂部，所述第二臂部构造为与致动器接合。

根据本公开构思的另一方面，提供了一种用于电气开关装置的脱扣组件。所述电气开关装置包括：壳体；信号发出机构；可分离触头；构造为打开与闭合所述可分离触头的操作机构。所述脱扣组件包括：构造为设置在所述壳体上的安装组件；以及联接至所述安装组件的驱动组件，所述驱动组件包括：构造为能与所述信号发出机构协作的致动器，构造为能与所述操作机构协作的柱塞，以及构造为与所述致动器和所述柱塞的每一者接合的杆构件。

根据本公开构思的又一方面，一种电气开关装置包括：壳体；信号发出机构；可分离触头；构造为打开与闭合所述可分离触头的操作机构；以及脱扣组件，该脱扣组件包括：设置在所述壳体上的安装组件；以及联接至所述安装组件的驱动组件，所述驱动组件包括：能与所述信号发出机构协作的致动器，能与所述操作机构协作的柱塞，以及构造为与所述致动器和所述柱塞的每一者接合的杆构件。

附图说明

通过结合附图阅读对优选实施例的如下描述，可得到对本公开构思的全面理解，在所述附图中：

图1为根据本公开构思的一个实施例的电气开关装置的一部分的等距视图；

图2A为用于图1的电气开关装置的脱扣组件的等距视图；

图2B为图2A的脱扣组件的分解等距视图；

图3为沿着图2A的线3-3截取的脱扣组件的截面图，其中示出了驱动组件处于加载位置；

图4为沿着图2A的线3-3截取的脱扣组件的截面图，其中示出了驱动组件部分地未加载；

图5为沿着图2A的线3-3截取的脱扣组件的截面图，其中示出了驱动组件处于未加载位置；

图6至8为图5的脱扣组件的杆构件的等距视图；以及

图9为图6至8的杆构件的正视图。

具体实施方式

如本文所采用的，术语“数量”是指一或大于一的整数(即，多个)。

如本文所采用的，两个或更多个部件“连接”或“联接”在一起的表述是指这些部件直接接合在一起或者经由一个或多个中间部件接合在一起。

如本文所采用的，两个或更多个部件或元件彼此“接合”的表述是指这些部件直接地或者经由一个或多个中间部件或元件彼此接触和/或向彼此施加力。

如本文所采用的，术语“紧固件”指的是任何合适的连接或拧紧机构，尤其包括但不限于：铆钉、螺钉、螺栓、以及螺栓与螺母(例如但不限于锁紧螺母)的组合、螺栓、垫圈与螺母的组合。

图1示出根据本公开构思的一个非限制性实施例的电气开关装置(例如但不限于断路器2)的一部分。断路器2优选为自动断开式断路器或非自动断开式断路器。在图1的示例中，断路器2包括操作机构4(以简化的形式示出)和一对可分离的触头6(以简化的形式示出)。断路器2还包括信号发出机构(例如但不限于电路板8(以简化的形式示出))以及可与电路板8协同作用的脱扣组件100。在运行中，响应于机械冲击事故，例如但不限于由水雷、深水炸弹、导弹或其它军火或撞击力在海军船舰(未示出)上的直接命中所引起的冲击或震动，操作机构4设计为保持可分离触头6关闭并且有利地保护断路器2免受这种机械撞击载荷。如下文将更详细地讨论的，响应于脱扣状态(例如但不限于过电流状态)，电路板8构造为向脱扣组件100发送信号，该脱扣组件100与操作机构4协作以脱扣打开可分离触头6。此外，如图所示，断路器2具有壳体10，该壳体包括罩盖部分12(由图中的假想线部分地示出)。罩盖部分12有利地将脱扣组件100保持在断路器2的壳体10内，而不需要额外的单独的紧固机构、装置或方法。

参考图2A和图2B，脱扣组件100包括安装组件202和联接至安装组件202的驱动组件102。驱动组件102和安装组件202均构造成位于断路器2(图1)的壳体10(图1)内。驱动组件102包括致动器110、杆构件120以及柱塞160。在运行中，致动器110构造为驱使杆构件120进入柱塞160中，该柱塞与操作机构4(图1)协作以有利地使可分离触头6(图1)脱扣打开。更具体而言，柱塞与操作机构4接合，引起可分离触头6分离，从而断开电路。

如图2B中所示，安装组件202包括第一框架构件204、第二框架构件206以及用于将第一框架构件204联接至第二框架构件206的一定数量的紧固件205、205'。此外，第一框架构件204具有用于接纳致动器110的接纳部210，安装组件202包括带状构件208和另外的一定数量的紧固件209、209'。接纳部210总体包括部分圆柱形表面212以及一对相对的大致平行的侧表面214、214'，致动器110构造为位于所述侧表面之间。如图所示，致动器110包括成形为大致类似于接纳部210的部分圆柱形的表面212的圆柱形外表面111，从而有利地允许致动器110与第一框架构件204的部分圆柱形表面212之间的稳固连接。此外，紧固件209、209'将位于致动器110周围的带状构件208联接至第一框架构件204。从而，通过利用带状构件208，有利地将致动器110可靠地保持在安装组件202上并且与其联接。

此外，虽然已结合利用带状构件208联接至第一框架构件204的致动器110描述了本公开构思，然而，通过任何已知的或合适的替代保持机构、方法或装置(未示出)将致动器110或合适的替代致动器(未示出)保持在第一框架构件204或合适的替代框架构件(未示出)上也包含在本公开构思的范围之内。例如但不限于，致动器110可压入配合至第一框架构件204的接纳部210中。此外，框架构件(未示出)和致动器(未示出)可具有替代的形状和/或构型，而不会脱离本公开构思的范围。例如但不限于，框架构件(未示出)可具有矩形的接纳部，用以接纳具有平整表面而非本文所示和描述的圆柱形表面的致动器(未示出)。

继续参考图2B，杆构件120包括枢转部(例如但不限于细长钩122)、第一臂部124以及位于细长钩122与第一臂部124之间的第二臂部126。第一臂部124构造为与柱塞160接合，而第二臂部126构造为与致动器110接合。此外，安装组件202包括具有圆柱形外表面216'的销构件216。第二框架构件206具有一定数量的槽(例如但不限于槽206'、206")。销构件216构造为位于槽206'、206"内。当然，应当理解的是，框架构件(未示出)可具有用以接纳销构件216的任何已知的或合适的替代形状和/或构型。在工作中，如下文将讨论的，细长钩122构造为与销构件216的外表面216'接合并且相对于该外表面216'旋转。

此外，第二框架构件206包括用于接纳柱塞160的接纳部220。如图所示，接纳部220包括一对相对且间隔开的部分圆柱形表面222、222'，以及L形开口221。柱塞160通常包括细长构件162和连接至细长构件162的大致V形的构件164。此外，柱塞160具有从V形构件164向外延伸并且相对于V形构件164大致正交的一定数量的圆柱形的突出部161、163。突出部161、163包括圆柱形的外表面161'、163'，所述外表面161'、163'成形为基本类似于第二框架构件206的表面222、222'，从而有利地允许柱塞160在脱扣操作期间围绕表面222、222'枢转并且旋转经过L形开口221。

所述大致V形的构件164具有一对壁166、168以及在壁166、168之间的开口。细长构件162包括一对间隔开且平行的侧面部分162'、162"。第一壁166包括连接至侧面部分162'的第一端部166'。此外，第二壁168包括连接至第一壁166的第一端部168'和与第一壁166间隔开的第二端部168"。此外，侧面部分162"通常位于第一壁166的端部166'与第二壁168的第二端部168"之间。

在操作中，柱塞160的结构有利地允许杆构件120在脱扣操作期间在各位置之间移动。例如，杆构件120包括切口部136。在脱扣操作期间，如下文将更详细描述的，驱动组件102构造为在加载位置(图3)与未加载位置(图5)之间移动。随着驱动组件102在加载位置(图3)与未加载位置(图5)之间移动，V形构件164的第一壁166延伸至切口部136中，从而允许杆构件120相对于销构件216自由地旋转。

虽然已结合柱塞160以及第二框架构件206的接纳部220描述了本公开构思，然而应当理解的是，也可采用这些部件的任何已知的或合适的替代形状和/或构型(未示出)来执行以下的期望功能：即，允许致动器110和杆构件120带动操作机构4(图1)打开和闭合可分离触头6(图1)。例如但不限于，以下配置落入本公开构思的范围：一种柱塞(未示出)成形为与柱塞160类似，但不包括突出部161、163，而是具有圆柱形通孔，并且利用贯穿接纳部220并且穿过所述圆柱形通孔延伸的、位于第二框架构件206上的固定销(未示出)，从而允许这种柱塞(未示出)自由地旋转。

图3示出了处于加载位置的脱扣组件100的截面图，该加载位置对应于致动器110被重置并且可分离触头6(图1)闭合。由于断路器2包括紧邻柱塞160的电路(未示出)，因此致动器110必须在断路器2(图1)中布置在较低位置。从而，通过利用杆构件120，致动器110有利地能够从柱塞160偏移。

此外，致动器110包括弹簧加载的细长构件112，该细长构件112包括具有倒圆的端部表面114'的端部114。随着驱动组件102从加载位置移动至未加载位置(图5)，致动器110从重置位置移动至伸出位置(图5)，并且由此细长构件112驱动杆构件120进入柱塞160中以脱扣打开可分离触头6(图1)。此外，随着驱动组件102从未加载位置移动至加载位置，柱塞160驱动杆构件120进入细长构件112中以重置致动器110并且允许可分离触头6(图1)闭合。图4示出了脱扣组件100的截面图，其中细长构件112部分地延伸。在该位置处，致动器110位于重置位置(图3)与伸出位置(图5)之间。

图6至图9示出了杆构件120的不同视图。如图9中所示，第一臂部124包括平面部分132和从平面部分132延伸并且相对于该平面部分132弯曲的锁定部分134。平面部分132位于平面132'中，而锁定部分134位于与平面132'基本正交的平面134'中。然而，应当理解的是，杆构件120可具有任何已知的或合适的替代尺寸、形状或构型(未示出)，而不会脱离本公开构思的范围。例如但不限于，杆构件(未示出)的锁定部分(未示出)相对于对应的平面部分(未示出)成锐角也在本公开构思的范围之内。

再次参考图3，杆构件120延伸至细长构件162的侧面部分162"与V形构件164的第二壁168的第二端部168"之间的开口中，该开口充当接纳部。第一臂部124的结构在致动器110处于重置位置时有利地允许杆构件120被保持在柱塞160上。更具体而言，锁定部分134在致动器110处于重置位置时有利地允许杆构件120被保持在细长构件162的侧面部分162"上。因此，在加载位置锁定部分134锁定到细长构件162的侧面部分162"上并且与其接合，而在未加载位置(图5)锁定部分134大致延伸至细长构件162的侧面部分162"与V形构件164的第二壁168的第二端部168"之间的开口中。

再次参考图6至图9，第二臂部126包括平面部分128和从平面部分128延伸的凹进部分130。如图9中所示，平面部分128大致位于关于平面132'成一定角度137的平面128'中。角度137优选介于180度与155度之间。因此，第一臂部124的平面部分132可相对于第二臂部126弯曲。参考图3至图5，应当理解的是，当致动器从伸出位置(图5)移动至重置位置(图3)时，此特征增大了杆构件120的行程长度，有利地确保杆构件120可靠地重置致动器110以闭合可分离触头6(图1)。当然，杆构件(未示出)不具有关于彼此弯曲的臂部(例如但不限于，从枢转部(未示出)延伸的单个连续的平面臂部)也在本公开构思的范围之内。

如图6中所示，凹进部分130通常包括凹面130'。应当理解的是，杆构件120的凹面130'以基本类似于致动器110的倒圆的端部表面114'(图3至图5)的方式成形，并且构造为接纳该倒圆的端部表面114'。以这样的方式，每次在脱扣操作期间，细长构件112(图3至图5)将有利地在相同位置(例如凹面130')与杆构件120相互作用和接合。然而，杆构件(未示出)和致动器(未示出)的对应细长构件(未示出)也可采用彼此相互作用的表面(未示出)的任何已知的或合适的替代形状和/或构型，而不会脱离本公开构思的范围。例如但不限于，杆构件(未示出)可采用平面表面来接纳致动器(未示出)的对应的平面端部表面。

此外，参考图3至图5，随着致动器在重置位置与伸出位置之间移动，细长钩122相对于销构件216旋转。因此，杆构件120允许致动器110驱动柱塞160，从而迫使操作机构4(图1)有利地脱扣打开可分离触头6(图1)。另外，虽然结合相对于销构件216旋转并且与其接合的细长钩122描述了本公开构思，但是以下方案也落入本公开构思的范围之内：杆构件(未示出)采用任何已知的或合适的替代形状的枢转部分(未示出)和/或安装组件(未示出)采用任何已知的或合适的机构、方法或装置以使杆构件(未示出)能够执行枢转功能。

继续参考图3至图5，安装组件202还包括位于第二框架构件206上的障碍柱(barrier post)218和从障碍柱218延伸的弹簧219(以简化形式示出)。如图所示，当驱动组件102处于加载位置(图3)、未加载位置(图5)以及当驱动组件处于各位置之间(图4)时，弹簧219与凹进部分130接合。以这样的方式，弹簧219有利地防止杆构件120在脱扣操作期间震动。此外，当驱动组件102处于加载位置(图3)时，弹簧219充当减震器，以防止杆构件120在机械冲击事故期间将柱塞160移动至足以不希望地打开可分离触头6(图1)的位置。

因此，应当理解的是，本公开构思提供了改进的(例如但不限于，能抵抗机械冲击、保护免受撞击载荷)电气开关装置(例如但不限于断路器2，其可为自动断开式断路器或非自动断开式断路器)，以及用于该电气开关装置的脱扣组件100和杆构件120，除了其它益处以外，其还提供了用于响应于机械冲击事故(例如但不限于，由水雷、深水炸弹、导弹或其它军火或撞击力在海军船舰上的直接命中所引起的冲击或震动)而使可分离触头6脱扣以及重置可分离触头6的机构。

虽然详细描述了本公开构思的具体实施例，然而本领域技术人员应当理解的是，可根据本公开的整体教导来开发这些细节的不同变型与替代方案。因此，所公开的特定布置仅是说明性的，而不对由所附权利要求及其任何和全部等同方案的全部内容所给出的本公开构思的范围造成限制。

Claims (14)

1.一种用于电气开关装置(2)的脱扣组件(100)，所述电气开关装置包括壳体(10)、信号发出机构(8)、可分离触头(6)以及构造为打开与闭合所述可分离触头的操作机构(4)，所述脱扣组件包括：

构造为设置在所述壳体上的安装组件(202)；以及

联接至所述安装组件的驱动组件(102)，所述驱动组件包括：

构造为能与所述信号发出机构协作的致动器(110)，

构造为能与所述操作机构协作的柱塞(160)，以及

构造为与所述致动器和所述柱塞中的每一者接合的杆构件(120)，

其中，所述驱动组件(102)构造为在对应于所述致动器(110)被重置的加载位置与对应于所述致动器被伸出的未加载位置之间移动；随着所述驱动组件从所述加载位置移动至所述未加载位置，所述致动器驱动所述杆构件(120)进入所述柱塞(160)中；以及，随着所述驱动组件从所述加载位置移动至所述未加载位置，所述杆构件在没有任何中间部件的情况下使所述柱塞旋转。

2.根据权利要求1所述的脱扣组件(100)，其中，所述柱塞(160)具有第一接纳部、第二接纳部以及位于所述第一接纳部和所述第二接纳部之间的开口；所述杆构件(120)包括臂部，所述臂部具有从所述臂部延伸的锁定部分(134)；在所述加载位置，所述锁定部分与所述第一接纳部接合；并且在所述未加载位置，所述锁定部分基本延伸至所述开口中。

3.根据权利要求1所述的脱扣组件(100)，其中，所述安装组件(202)包括框架构件(206)、设置在所述框架构件上的障碍柱(218)、以及从所述障碍柱延伸的弹簧(219)；所述致动器(110)包括细长构件(112)；所述杆构件(120)包括凹进部分(130)；并且，在所述加载位置和所述未加载位置，所述弹簧均与所述凹进部分接合。

4.根据权利要求1所述的脱扣组件(100)，其中，所述柱塞(160)包括细长构件(162)和连接至所述细长构件的大致V形构件(164)；所述大致V形构件具有第一壁(166)、第二壁(168)以及位于所述第一壁和第二壁之间的开口；所述细长构件包括第一侧面部分(162')和与所述第一侧面部分间隔开并且关于所述第一侧面部分平行的第二侧面部分(162")；所述第一壁具有连接至所述第一侧面部分的第一端部(166')；所述第二壁具有连接至所述第一壁的第二端部(168')和与所述第一壁间隔开的第三端部(168")；所述第二侧面部分设置在所述第一端部与所述第三端部之间；所述杆构件(120)延伸至所述开口中并且包括切口部(136)；并且，随着所述驱动组件(102)从所述加载位置移动至所述未加载位置，所述第一壁延伸至所述切口部中。

5.根据权利要求1所述的脱扣组件(100)，其中，所述杆构件(120)包括与所述安装组件(202)接合的枢转部(122)、构造为与所述柱塞(160)接合的第一臂部(124)、以及设置在所述枢转部与所述第一臂部之间的第二臂部(126)；并且，所述第二臂部构造为与所述致动器(110)接合。

6.根据权利要求5所述的脱扣组件(100)，其中，所述安装组件(202)包括具有圆柱形的外表面(216')的销构件(216)；所述枢转部(122)为基本上接合所述外表面的细长钩(122)；并且，随着所述驱动组件(102)在所述加载位置与所述未加载位置之间移动，所述细长钩相对于所述销构件旋转。

7.根据权利要求6所述的脱扣组件(100)，其中，所述安装组件(202)还包括具有一定数量的槽(206'、206")的框架构件(206)；并且所述销构件(216)设置在所述一定数量的槽中。

8.根据权利要求5所述的脱扣组件(100)，其中，所述第二臂部(126)具有凹进部分(130)，该凹进部分具有凹面(130')；所述致动器(110)包括具有倒圆端部(114)的细长构件(112)；并且，所述倒圆端部具有以基本类似于所述凹面的方式成形的端部表面(114')。

9.根据权利要求1所述的脱扣组件(100)，其中，所述安装组件(202)包括框架构件(204)、带状构件(208)以及一定数量的紧固件(209、209')；所述框架构件具有接纳部(210)，所述致动器(110)设置在所述接纳部中；所述带状构件将所述致动器联接至所述接纳部；并且，所述一定数量的紧固件将所述带状构件联接至所述框架构件。

10.根据权利要求1所述的脱扣组件(100)，其中，所述安装组件(202)包括第一框架构件(204)、第二框架构件(206)、以及将所述第二框架构件联接至所述第一框架构件的一定数量的紧固件(205、205')；所述致动器(110)联接至所述第一框架构件；并且，所述柱塞(160)设置在所述第二框架构件上。

11.一种电气开关装置(2)，包括：

壳体(10)；

信号发出机构(8)；

可分离触头(6)；

构造为打开与闭合所述可分离触头的操作机构(4)；以及

根据权利要求1-10中任一项所述的脱扣组件(100)。

12.根据权利要求11所述的电气开关装置(2)，其中，所述驱动组件(102)能够在对应于所述致动器(110)被重置的加载位置与对应于所述致动器被伸出的未加载位置之间移动；所述信号发出机构(8)为电路板(8)；并且，响应于从所述电路板发送至所述致动器的信号，所述驱动组件从所述加载位置移动至所述未加载位置。

13.根据权利要求12所述的电气开关装置(2)，其中，随着所述驱动组件(102)从所述加载位置移动至所述未加载位置，所述致动器(110)驱动所述杆构件(120)进入所述柱塞(160)中以脱扣打开所述可分离触头(6)；随着所述驱动组件从所述未加载位置移动至所述加载位置，所述柱塞驱动所述杆构件进入所述致动器中以重置所述致动器；并且在所述加载位置，所述可分离触头被闭合。

14.根据权利要求11所述的电气开关装置(2)，其中，所述壳体(10)包括用于将所述脱扣组件(100)保持在所述壳体内的罩盖部分(12)。